В 1424—1428 годах строилась специальная обсерватория в пригороде Самарканда у берега реки Оби-Рахмат на холме Кухак (Чапан-Ата). В ее строительстве участвовали почти все ученые, работавшие тогда вместе с Улугбеком. По словам Захир ад-дина Бабура, посетившего обсерваторию в 90-х годах XV столетия, это было трехъярусное здание, облицованное цветными изразцами. По описанию историка Абд ар-Раззака Самарканди, внутренние помещения обсерватории были украшены изображениями небесных сфер, семи планет, неподвижных звезд, земного шара с горами, морями и пустынями. Потому местные жители назвали эту местность "Накши джахон", то есть "Украшение мира". После гибели Улугбека обсерватория долгое время не действовала и, постепенно разрушаясь, превратилась в груду развалин. А затем даже местонахождение ее было забыто. В 1908 году археолог В.Вяткин после долгих поисков в одном из документов XVII века обнаружил намек на место расположения обсерватории Улугбека. В 1908—1909 годах он приступил к археологическим раскопкам, в результате которых была вскрыта подземная часть главного инструмента обсерватории — уникального 40-метрового секстанта Фахри. Это было выдающимся открытием, привлекшим внимание ученых всего мира. Завершились раскопки в 1948 году археологом В. А. Шишкиным. Наряду с подземной частью секстанта были обнаружены остатки фундамента первого этажа этого памятника средневековой астрономии. Было установлено, что обсерватория Улугбека представляла собой высокое, круглое в плане здание диаметром почти 49 м. Секстант делил его на четыре части, в которых располагались большие залы и несколько мелких помещений. Стены обсерватории сложены из квадратного жженого кирпича. Траншея секстанта выбита в каменной толще горы Кухак в строго меридиональном направлении. Сохранилась только нижняя часть выложенной из жженого кирпича и облицованной мрамором дуги секстанта, уходящей в глубь горы на 11 метров. На мраморных плитах высечены обозначения градусов дуги.

Как свидетельствуют источники, секстант Фахри строился под руководством Гияс ад-дина Джамшида. Этот секстант был самым большим из известных астрономических угломерных инструментов на Востоке. Ученик Улугбека астроном Али Кушчи сравнивал его по высоте с храмом святой Софии в Константинополе. Гигантский (и потому точный) инструмент использовался для измерения меридианных высот подъема Солнца, Луны, планет и звезд, на основе чего вычислялись точные координаты небесных светил. Действительно, обсерватория Улугбека сыграла большую роль в развитии астрономии. В ней впервые были точно установлены координаты многих небесных тел.

При обсерватории Улугбеком была создана большая библиотека, где хранилось более 15 тысяч книг почти по всем отраслям науки. Для ученых вокруг обсерватории были построены специальные помещения. У подножия холма Кухак был разбит сад Баги Майдон, в котором стоял двухэтажный дворец Чил-Сутун, с башнями по углам, обведенный айванами на каменных колоннах. Близ Баги Майдона Улугбек приказал устроить еще один сад — Багча с изящным фарфоровым павильоном Чиннихана. Величественное здание обсерватории с комплексом построек и садово-парковыми резиденциями стало одной из главных достопримечательностей Самарканда.

Завершив строительство великолепной обсерватории с усовершенствованными инструментами, Улугбек собрал в Самарканде цвет астрономической и математической мысли того времени. В обсерватории вместе с Улугбеком работали известный под именем "Платон своего времени" Казизаде Руми, Гийас ад-дин Джамшид, Ала ад-дин Али Кушчи, Мирим Челеби и ряд других известных ученых. Благодаря им в Самарканде создалась целая астрономическая школа во главе с Улугбеком, сыгравшая большую роль в развитии не только астрономии, но и других отраслей науки. В результате систематических многолетних наблюдений за небесными телами астрономы школы Улугбека установили точные координаты 1018 звезд и 683 населенных пунктов Востока.

Труды ученых школы Улугбека были широко известны в мусульманском мире. Так, книга "Зиджи хакани в усовершенствование зиджи ильхани" Джамшида Кашани считалась одним из лучших астрономических трактатов своего времени. Его математические исследования "Ключ арифметики" и "Трактат об окружности" признавались высшим достижением средневековой науки. Пользовались популярностью "Трактат об арифметике" Казизаде Руми и комментарии к "Сущности астрономии" Махмуда ал-Чагмини, бывшие учебником астрономии для медресе.

Другим талантливым представителем этой астрономической школы является Али Кушчи, ученик и помощник Улугбека. Ему принадлежат работы: "Трактат по арифметике", "Трактат по астрономии", "Трактат о решении лунообразной фигуры " и ряд других. Представителем школы Улугбека был и внук Казизаде Махмуд ибн Мухаммад, известный под именем Мирим Челеби. Перу этого ученого принадлежат "Комментарии к таблицам Улугбека", "Комментарии к астрономическому "Трактату Фатхия" Али Кушчи" и "Полное собрание о синусе". Среди астрономов самаркандской школы необходимо отметить также Муин ад-дина и его сына Мансура Кашани, а также Абу Али Бирджанди, комментатора трудов Улугбека. По научному наследию этих ученых можно судить о высоком уровне астрономических знаний в XV веке.

Важнейшим результатом научной работы школы Улугбека являются знаменитые "Новые астрономические таблицы" (Зиджи джадиди гурагани).

По словам Бабура, обсерватория послужила мирзе Улугбеку, главным образом, для составления "Новых астрономических таблиц". Хотя этот капитальный труд был завершен в 1444 году, однако до конца своей жизни Улугбек вносил в него поправки и дополнения.

Звездный каталог состоит из общего введения и четырех частей. Введение — теоретическая часть труда, где рассматривается значение науки астрономии. Первая часть "Зиджа" посвящена исчислению времени, различным эрам и календарям у мусульман, древних греков, иранцев и китайцев. Вторая часть "Зиджа" — основная, она излагает вопросы математики и сферической арифметики. Третья часть посвящена теории движения планет и звездной астрономии. Наконец, последняя четвертая часть книги — астрономическая.

По оценке исследователя и переводчика этого капитального труда А. Ахмедова, "высокий уровень математики в "Зидже" Улугбека, совершенство его вычислительных методов показывает, что он использовал лучшие достижения своих предшественников и современников по самаркандской научной школе в этой области науки. Потому и "Зидж" Улугбека, являясь лучшими среди подобных таблиц того времени, отличается высокой степенью точности. Имя Улугбека и его "Зидж" стал популярными не только в Азии, но и в странах Европы, особенно в XVIII веке".

Таким образом, в первой половине XV века Самарканд стал одним из крупных центров науки и просвещения в государстве Темуридов, где функционировало крупное учебное заведение — медресе Улугбека и большая обсерватория, в которых занималась наукой группа ученых во главе с Улугбеком. По достижениям и открытиям в области математики и астрономии, а также по вкладу в развитие науки астрономическую школу Улугбека вполне можно назвать "Академией" того времени, о чем писал еще в XVIII веке Вольтер. Итак, астрономическая школа Улугбека внесла огромный вклад в развитие астрономии мусульманского Востока, а ее труды стали классикой астрономической науки. Улугбек добился замечательных успехов как основатель и руководитель школы только благодаря страстной любви к науке, исключительным способностям и трудолюбию. Астрономическая школа Улугбека и его капитальный труд "Зиджи джадиди гурагани" заслуженно пользуются славой в мировой науке.